La información genética de las células eucariotas se encuentra almacenada en cadenas de ADN de gran longitud, las cuales requieren de proteínas específicas para su expresión, replicación y organización dentro del núcleo. Durante el ciclo celular, la cromatina experimenta diversos cambios en su grado de compactación, alternando entre estados relajados y estructuras altamente condensadas.
Niveles de organización de la cromatina
El ADN se encuentra siempre asociado a proteínas denominadas histonas. La unidad básica de esta organización es el nucleosoma, formado por un octámero de histonas (H3, H4, H2A y H2B) alrededor del cual se enrolla la cadena de ADN. Este empaquetamiento representa el primer nivel de organización, con unidades repetitivas de aproximadamente 200 pares de bases.
- Fibra de 30 nm: La histona H1, o histona de conexión, favorece el empaquetamiento adicional de los nucleosomas en fibras de 30 nm de grosor.
- Bucles y cromómeros: La mayoría de los modelos proponen que estas fibras se organizan formando bucles de 300 nm, que pueden compactarse aún más en estructuras denominadas cromómeros.
El cromosoma en la mitosis
Durante la fase M, la cromatina alcanza su máximo grado de compactación formando los cromosomas. Este proceso es dirigido por proteínas como la cohesina, la condensina y la topoisomerasa II. Cada cromosoma en metafase está compuesto por dos cromátidas hermanas, resultado de la replicación del ADN en la fase S, unidas por el centrómero.
Morfología y tipos de cromosomas
Los cromosomas se identifican por su tamaño, forma y la posición del centrómero, que determina la longitud de sus brazos:
| Tipo de cromosoma | Características |
|---|---|
| Metacéntricos | Brazos de longitud similar. |
| Submetacéntricos | Un brazo es claramente más corto que el otro. |
El caso de la cebolla (Allium cepa)
En organismos superiores como las plantas, las células somáticas son diploides (2n). Un ejemplo clásico en biología celular es la cebolla (Allium cepa), cuyo número de cromosomas es 2n = 16. Esto significa que cada célula somática contiene dos conjuntos de ocho cromosomas. Durante la mitosis en la punta de la raíz de la cebolla, es posible observar cómo estos cromosomas se condensan, se alinean en la placa metafásica y se separan con precisión para asegurar que las células hijas reciban una copia idéntica del material genético.
Práctica: Mitosis en células del meristemo apical de cebolla (Allium cepa)
Territorios cromosómicos en el núcleo
Lejos de ser un amasijo desordenado, en la interfase los cromosomas ocupan territorios espaciales definidos dentro del núcleo. Esta organización no es aleatoria: los cromosomas más activos suelen localizarse hacia el centro, mientras que los menos activos se sitúan cerca de la envuelta nuclear. Las interacciones locales entre lazos de cromatina y la estructura de la lámina nuclear son fundamentales para mantener esta arquitectura estable a lo largo del tiempo.